車輛工程應用型本科大學生實踐創新能力培養研究

羊 玢 萬茂松 王健康

南京林業大學汽車與交通工程學院 江蘇南京 210037

車輛工程應用型本科大學生實踐創新能力培養研究

羊 玢 萬茂松 王健康

南京林業大學汽車與交通工程學院 江蘇南京 210037

根據汽車類人才的市場需求和車輛工程專業定位，建立了車輛工程應用型本科大學生實踐創新能力培養體系，對理論課程教學體系、教學內容、教學方法及實驗實踐課程體系、學生綜合素質培養體系等多方面進行了創新與實踐。

車輛工程專業；應用型；實踐創新能力；教學體系

Abstract: According to market demand for automobile professionals and vehicle engineering orientation. Cultivation system of practical innovation ability for application-oriented undergraduates of vehicle engineering is established. Theory course teaching system, teaching content, teaching methods, the experiment practice course system and students' comprehensive quality training system are also innovated and practiced.

Key words: vehicle engineering; application-oriented; practical innovation ability; teaching sysem

汽車產業是國民經濟支柱產業之一，近十年來，隨著我國汽車行業的飛速發展，用人單位對汽車類人才的需求十分旺盛。同時，對車輛工程專業人才培養的質量和類型提出了新要求，迫切要求改革和創新車輛工程人才培養模式，著重加強學生的工程素質和實踐創新能力的培養。

1 車輛工程專業定位

車輛工程專業培養學生具備扎實的基礎理論知識和汽車設計、制造、試驗方面的專業知識，能夠在汽車設計研究院、汽車制造企業、汽車行業管理部門(維修行業協會、保監會)、保險公司、交通管理部門和高等院校等從事汽車產品開發、技術研究、交通安全、教學和管理工作。本專業主要要求學生系統地學習和掌握機械設計與制造基礎理論、計算機應用技術等基礎知識。

近年來，我校車輛工程專業根據我國汽車工業未來發展趨勢和新的人才培養需求，對如何培養符合社會需求的實踐創新能力的人才進行了深入研究和探索。圍繞學校的“十二五”發展規劃，重新確立了車輛工程專業建設指導思想，明確了辦學指導思想和定位，著重培養學生在汽車產品的數字化設計和汽車測試等方面有較強的研究和應用能力，并對理論課程教學體系、教學內容、教學方法及實驗實踐課程體系、學生綜合素質培養體系等多方面進行了創新與實踐。

2 車輛工程專業應用型人才培養體系

2.1 理論課程教學體系的建設

2.1.1 “三模塊”理論課程教學體系

根據車輛工程應用型本科人才的能力結構和要求，首先確定車輛工程應用型人才培養的課程體系和教學內容，構建了“三模塊”理論課程教學體系，即與車輛工程專業相關模塊，包括通識教育模塊、汽車專業基礎課教學模塊和專業課教學模塊，確立了各模塊課程的知識要求和教學內容。具體做法是將本專業劃分為汽車產品的數字化設計和汽車測試方向，依據不同方向開設了不同的主干課程，制訂了新的課程教學大綱，組建了模塊化教學團隊，進一步優化了課程結構和不同課程之間的縱深關系，確立了各課程的教學目標和要求，修訂了新的教學計劃和教學大綱。

2.1.2 建設汽車數字化課程群

數字化設計與制造是現代汽車工業的發展趨勢。為了滿足現代汽車工業對既懂汽車結構又懂三維數字化設計技術復合型人才的需求，我校自2009年始開展了車輛工程本科專業數字化課群的建設，將數字化技術的應用能力培養作為專業人才培養主要目標之一。

通過對專業需求企業和相關院校廣泛調研與論證，提出符合自身特點的課程建設方案，修訂了各門課程的教學大綱，著手選擇或編寫教材，大膽嘗試與改革數字化課程的教學方法與手段，陸續開設CAD，CAE以及汽車仿真和汽車電子類課程，如汽車CAD/CAE技術、汽車結構有限元分析、Matlab及其應用、汽車車身設計基礎、汽車測試技術及設備、汽車電子控制技術等。同時，在教學內容和方法上也在不斷改革和嘗試，使學生不只局限于工具的使用，強調授課過程中訓練學生思維的啟發式教學方法，盡可能結合汽車零部件產品設計的案例式教學方法。

2.1.3 搭建汽車數字化應用平臺

圍繞著汽車數字化設計和汽車測試兩個專業發展方向，以培養工程應用型人才為目標，開展實驗儀器、設備和軟件建設，在原有實驗條件的基礎上成立了汽車數字化設計與應用中心。已建成擁有DELL和HP高性能工作站、40臺高性能計算機，80套汽車電子多功能實驗系統，汽車制造業普遍使用的汽車CAD(輔助設計類)軟件—CATIA v5r20，UG NX 6.0和PTC Cero 1.0，汽車CAE(結構性能分析類)軟件—ANSYS10.0，汽車動力學與性能仿真軟件—ADAMS，RECURDYN，虛擬儀器和檢測開發軟件—NI測控系統，LabView，Matlab等各種先進、正版軟件的汽車數字應用實驗室。

2.2 多途徑提高大學生數字化應用能力

依托汽車數字化設計建設平臺，將提高大學生的數字化技術實踐創新能力培養貫穿于整個大學階段課程學習、專業課課程設計、畢業設計、課外創新實踐訓練計劃中。

(1)推行“以學生為主體、以教師為主導”的教學思想，堅持理論教學與實踐教學并重，注重汽車新技術、新結構和新材料的介紹，正確處理各課程內容的縱深關系，周期性開展教學研討，總結課程教學經驗、不斷改進教學方法。

(2)推行“優秀本科生導師制”，聘請學術造詣深、責任心強、治學嚴謹的教師擔任優秀本科生導師，導師應在充分了解優秀本科生的學習基礎、特長、志趣等因素的基礎上，制訂出切合實際的培養方案和較強針對性的培養計劃及具體安排。安排優秀本科生參加科研工作和各類學科競賽。優秀本科生在培養期間應積極參與指導教師安排的科研課題或項目，在指導教師的指點下積極申報校級以上創業計劃、創新項目，并撰寫科研論文或申報成果獎，使學生數字化技術綜合應用能力得到提高。

(3)建立課外實踐創新汽車數字化應用平臺，鼓勵車輛工程專業大學生參與機械創新設計等各種大賽，在全國三維數字化創新設計大賽、機械創新等競賽中取得了較好成績，以賽促教、以賽促訓、以賽促用、以賽促新，培養了學生自我學習、自我開發的能力以及創新意識，同時也提升了專業能力和技術水平，促進了就業。

2.3 實驗實踐課程體系的建設

2.3.1 打破課程壁壘，實現實驗內容模塊化

從車輛工程專業人才培養需求的實際出發，實驗教學體系首先應打破課程的界限，以強化學生的創新能力和實驗技能培養為主線，對專業課實驗教學體系進行總體設計，統籌規劃所有專業課程實驗教學，構建與理論課教學既有機結合又相對獨立的技能培養實驗教學體系，形成了“專業教師指導實驗、實驗教師參與課程教學”的教學模式。由專業課教師參與指導汽車發動機和底盤構造、汽車拆裝與駕駛實習、汽車CAD/CAE技術等實驗課程，將理論與實驗教學課程緊密聯系，使學生對所學內容有更深層次的理解。

2.3.2 開放實驗室，充分利用教學資源

充分利用實驗室現有資源，完善實驗教學條件，積極開展實驗室開放工作，為學生學習服務，培養和鞏固學生的專業興趣，激發學生的學習興趣，培養學生的實踐能力和創新精神。實驗室開放包括認知實驗開放、實驗項目開放、計算機應用開放、科技活動開放等。同時，積極支持和組織大量的學生課外實踐活動，極大提高了學生專業學習積極性。

2.3.3 引入虛擬仿真技術，降低設備運行使用費用

虛擬仿真技術已在車輛工程學生的課程設計和畢業論文綜合設計環節開始廣泛使用，利用計算機多媒體技術和仿真技術進行實驗儀器設備操作與控制模擬，使學生全面了解和熟悉實驗儀器設備的使用原理，操作過程和維護保養。學生參與實驗教學儀器設備的自主開發及應用，要求學生利用3D(如UG，CATIA等)工程軟件，建立對象的三維數字化模型，然后利用相關虛擬仿真軟件制作成面向對象的交互系統。開發和利用虛擬仿真實驗系統是改革實驗教學的一個新的發展力向，可縮短熟悉儀器設備的時間，規范學生的實驗操作，提高儀器設備的使用完好率，降低實驗損耗和實驗成本。

3 學生綜合素質培養體系

(1)分析調查學生綜合素質培養要求，將學生表達能力、團隊合作能力和交流能力等素質培養要求落實到模塊化和實踐教學體系的環節中。在課程的教學方式方法、實驗、課程設計、畢業綜合設計等實踐教學過程中，強化學生的團隊合作意識，培養綜合素質。

(2)強化學生科技競賽、課外科技活動，提高學生的創業創新能力。在每年的機械設計競賽、數學建模大賽、三維數字化建模競賽等各類競賽和科技活動中，組織專業學生積極參與，由專業教師進行指導。幾年來，本校大學生廣泛地參與科技創新活動，已有多名學生獲得省級或國家級獎項，極大地鍛煉了學生的動手能力，提高了學習興趣，創造了良好的科技創新氛圍，提高了科技創新意識。

(3)通過汽車維修等級工(國家勞動和社會保障部職業技能鑒定中心授權)和三維CAD應用工程師(國家制造業信息化培訓中心授權)專業技能的認證，給本校學生提供了參加各項應用技能認證培訓的機會，大大提高了學生的就業技能。

4 專業課教學模式和方法的改革

車輛技術發展日新月異，各種新理論、新技術、新方法不斷涌現，教學內容和教學學時之間的矛盾日益突出。因此，改革教學模式和方法勢在必行。

4.1 制定合理的教學計劃

通過多年的教學實踐經驗和廣泛調研，制定了合理的課程教學計劃，將專業基礎課教學計劃提前，保證每個學期都有1～2門專業相關課程，使各門課程有一定的傳承性和互補性。汽車的各門專業課之間有著密切的聯系，特別是汽車構造、汽車理論、汽車設計這3門專業核心課程聯系更緊密。多門課程各有特點，串聯講解的授課模式使學生將知識融會貫通，更深入理解汽車的結構、原理和設計。

構建了理論與實踐一體化的教學模式。為保證理論和實踐的緊密結合，主干課程的實驗和課程安排在同一學期進行，或將實踐內容和理論教學放在同一課程內，有助于加深學生對課程的理解，也有利于提高學生的動手能力和工程素養。

4.2 數字化設計方法和理論與實踐教學相結合的模式

汽車產品的整個生命周期(PLM)都離不開各種數字化設計工具和軟件的引入。具體表現為：在產品設計開發階段，采用CATIA，UG NX等三維數字化造型設計軟件；在產品性能測試分析階段，采用ADAMS，ANSYS等工程軟件；在實際產品的檢測階段，引入NI測控系統等。在理論和實踐授課中引入這些工具，有利于促進學生對先進設計方法的學習，如在汽車構造授課中展示CATIA，UG NX等工具建立的三維汽車零部件構造模型；在汽車理論關于操縱穩定性、平順性的分析研究中引入ADAMS動力學對比分析；在汽車設計課程設計和畢業設計中要求使用CATIA，ADAMS，ANSYS等實現汽車產品的CAD/ CAE設計要求，使學生快速掌握這些先進數字化設計方法，提高實踐創新能力。

5 結束語

汽車工業的快速發展既給車輛工程專業建設和人才培養帶來了機遇，也帶來了挑戰。結合本校情況，對車輛工程應用型本科專業建設和專業課授課模式進行了改革，以國家汽車產業對高級工程技術人才需求和學生就業為導向，在車輛專業的人才培養模式、課程體系、理論與實踐教學、學生綜合素質培養體系等方面進一步探索與實踐，大力加強專業學生的實踐創新能力的培養。結合本專業實際情況，發揮優勢和特色，培養出適應市場需求，具有實踐創新能力的高素質車輛工程高級應用型人才。

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Research on practical innovation ability cultivation for application-oriented undergraduates of vehicle engineering

Yang Bin, Wan Maosong, Wang Jiankang
Nanjing forestry university, Nanjing, 210037, China

2012-01-21

羊玢，博士，副教授。

南京林業大學高等教育研究課題(編號：2011A07)。